Инж оборуд. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТЕРРИТОРИЙ. Конспект лекций для студентов очного, дистанционного и заочного обучения по направлению 311100 "городской кадастр"
 Скачать 1.41 Mb.
|
|
Запахи и привкусы воды Наличие запахов и привкусов у воды природных источников обуславливается присутствием в ней растворенных газов, различных минеральных солей, а также органических веществ и микро-организмов. Запахи и привкус имеют болотные и торфяные воды, а также воды, содержащие сероводород; в ряде случаев запах вызывают присутствующие в воде живые или гниющие после отмирания водоросли. Неприятный запах имеет вода после хлорирования при наличии в ней некоторого количества остаточного хлора. Солоноватый или даже горько-солоноватый привкус часто имеют сильно минерализованные воды подземных источников. Для количественной оценки запаха и привкуса воды применяют условную пятибалльную систему. Согласно ГОСТ, питьевая вода при температуре 20 о С и при подогревании до 60 о С не должна иметь запаха более 2 баллов и привкуса (при 20 о С) более 2 баллов. Температура воды В течение года температура воды поверхностных источников колеблется в весьма широких пределах – от близкой к 0 до 25 о С, а иногда и выше. Воды подземные, в особенности артезианские, имеют почти постоянную температуру в течение года - 8-12 о С. Для питьевых целей наиболее желательно использование воды с температурой 7-12 о С. Жесткость воды Жесткость воды обуславливается содержанием в ней солей кальция и магния. Различают карбонатную жесткость, которая определяется наличием в воде двууглекислых солей кальция и магния, и некарбонатную, при которой в воде содержатся другие соли кальция и магния - сульфаты, хлориды, нитраты. Для питья может использоваться относительно жесткая вода, так как наличие в воде солей жесткости не вредно для здоровья и обычно не 59 ухудшает еѐ вкусовых качеств. Однако использование воды с большой жесткостью для хозяйственных целей вызывает ряд неудобств: образуется накипь на стенках варочных котлов и кипятильников, увеличивается расход мыла при стирке, медленно разваривается мясо и овощи и т.д. Поэтому общая жесткость воды, подаваемой водопроводами для хозяйственно- питьевых нужд, согласно ГОСТ 2874-82, не должна превышать 7 мг.экв/л, а в особых случаях, по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы, не более 10 мг.экв/л. Применение жесткой воды не допускается для питания паровых котлов, а также для ряда производств: для некоторых отраслей текстильной и бумажной промышленности, предприятий искусствен-ного волокна и т.д. Содержание газов В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы: кислород О 2 , двуокись углерода (углекислый газ) СО 2 и сероводород Н 2 S. Содержание кислорода и двуокиси углерода даже в значительных количествах не ухудшает качества питьевой воды, но способствует коррозии металлических стенок труб, резервуаров, котлов. Содержание сероводорода придает воде неприятный запах и, кроме того, вызывает коррозию металлических стенок труб, баков, котлов. В связи с этим присутствие Н 2 S не допускается в воде, употребляемой для хозяйственно- питьевых и для производственных нужд. Содержание соединений железа Железо довольно часто встречается в воде подземных источников, в основном в форме растворенного двухвалентного железа. Наличие железа в водопроводной воде может придавать ей плохой вкус, вызывает отложение осадка и зарастание водопроводных труб. При использовании такой воды для стирки белья на нем остаются пятна. Согласно ГОСТ 2874-82, в воде, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, содержание железа допускается в количестве не более 0,3 мг/л. На многих промышленных предприятиях, где вода употребляется для промывки фабриката в период его изготовления, в частности в текстильной промышленности, даже невысокое содержание железа в воде ведет к браку. Содержание азотистых соединений Наличие азотосодержащих соединений – нитратов (NO 3 - ), нитритов (NO 2 - ) и аммонийных солей (NH 4 + ) – в воде поверхностных источников или в подземных водах может обуславливаться загрязнением этих вод сточными водами. При этом наличие аммонийных соединений указывает на свежее загрязнение, а наличие нитритов – на относительно недавнее загрязнение. Содержание в воде нитратов может указывать на давнее, уже ликвидированное, загрязнение источника сточными водами. По ГОСТ 2874- 82 в питьевой воде допускается содержание нитратов (по N) не более 10 мг/л. 60 Содержание сульфатов и хлоридов Сульфаты кальция и магния образуют соли некарбонатной жест-кости. По ГОСТ 2874-82 предельно допустимое содержание в воде сульфатов (SO 4 2- ) 500 мг/л и хлоридов (CL - ) 350 мг/л. Содержание кремниевых кислот Кремниевые кислоты встречаются в воде как подземных, так и поверхностных источников в различной форме, от коллоидной до ионно- дисперсионной. Воды, содержащие кремниевые кислоты, не могут быть использованы для питания котлов высокого давления, так как образуют силикатную накипь на их стенках. Содержание фтора Согласно требованиям ГОСТ 2874-82, содержание фтора в питьевой воде должно поддерживаться в пределах 0,7-1,5 мг/л (в зависимости от климатических условий). Содержание растворенных веществ (сухой остаток) Общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемым в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы. В воде источника, используемого для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л и в особых случаях 1500 мг/л. Активная реакция воды Концентрация в воде водородных ионов рН определяет еѐ активную реакцию. При нейтральной реакции рН=7, при кислотной реакции рН<7, при щелочной реакции рН>7. Согласно ГОСТ 2874-82 вода, подаваемая хозяйственно-питьевым водопроводом, должна иметь рН в пределах 6,5-8,5. Для правильной оценки качества воды, действия еѐ на водопроводные сооружения и выбора метода очистки необходимо знать значение рН воды источника в различные периоды года. Бактериальная загрязненность воды Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТ 2874-82, питьевая вода не должна содержать более 100 бактерий в 1 мл. Особую важность для санитарной оценки воды имеет определение наличия в ней бактерий группы кишечной палочки. Здесь перечислены лишь основные свойства воды природных источников. В практике использования воды водоемов для различных потребителей 61 приходится встречаться ещѐ с целым рядом специфических свойств воды. Например, согласно требованиям ГОСТ 2874-82, питьевая вода, подаваемая водопроводом, не должна содержать более 0,05 мг/л мышьяка, 1 мг/л меди, 5 мг/л цинка, 0,1 мг/л свинца и 0,5 мг/л алюминия. Следует отметить, что данных, получаемых в результате обычных физико- химических и бактериологических анализов природной воды, ещѐ недостаточно для проектирования очистных сооружений. По этим данным невозможно определить расчетные параметры техноло-гического процесса очистки воды – требуемые дозы химических реагентов, скорость процесса на отдельных его этапах, продолжительность обработки воды в отдельных сооружениях и т.п., а в ряде случаев и выбрать технологическую схему очистки. Поэтому исследуемую воду необходимо подвергать специальному технологическому анализу, который дает дополнительные данные для возможности выбора наиболее надежного и экономичного метода еѐ очистки и проектирования соответствующих очистных сооружений. Следует отметить также характерную особенность речной воды – еѐ способность к самоочищению. Она выражается в том, что в результате ряда естественных биохимических процессов, проте-кающих в речной воде, концентрация загрязнений от поступающих в нее стоков постепенно уменьшается. Воды подземных источников, особенно глубоко залегающие артезианские воды, характеризуются большой прозрачностью, отсутствием цветности, значительным содержанием различных минеральных солей, большой жесткостью и, иногда, наличием железа, марганца и др. Санитарное состояние подземных вод, если они защищены водонепроницаемым слоем от проникания стоков с поверхности земли, бывает иногда настолько хорошим, что эти воды можно без какой-либо очистки подавать в сеть питьевых водо- проводов. Изучение качества воды природного источника позволяет установить характер необходимых операций по ее обработке. Всѐ разнообразие функции, возлагаемые на очистные сооружения, могут быть сведены к следующим: - удаление из воды содержащихся в ней взвешенных частиц (нерастворимых примесей), что обуславливает снижение еѐ мутности, этот процесс носит название осветление воды; - устранение веществ, обуславливающих цветность воды, - обесцвечивание воды; - уничтожение содержащихся в воде бактерий, в том числе болезнетворных – обеззараживание воды; - удаление из воды катионов кальция и магния – смягчение воды; - снижение общего солесодержания в воде – обессоливание воды; - частичное обессоливание воды до остаточной концентрации солей не более 1000 мг/л носит название опреснения воды. 62 В некоторых случаях может производиться удаление отдельных видов солей. Степень необходимой глубины осветления, обесцвечивания, обессоливания воды зависит от характера еѐ использования. На очистные сооружения могут быть возложены такие отдельные специальные функции – удаление растворенных в воде газов (дегазация), устранение запахов и привкусов природной воды и др. Часть операций по обработке воды может быть отнесена к процессам собственно очистки воды: устранение мутности, цветности, удаление планктона, бактерий и избыточного количества растворенных солей. Но такие операции, как стабилизация воды, поддержание требуемого значения рН, имеющие целью придать воде свойства, необходимые для предотвращения коррозии трубопроводов, успешного протекания коагулирования воды и т.п., уже не могут быть отнесены к процессам очистки воды. Таким образом, понятие «обработка» воды является более общим, чем понятие очистка воды. Очистка воды является частным случаем еѐ обработки. Решение всех поставленных перед очистными сооружениями задач может производиться путѐм использования различных техноло-гических приѐмов. Так, осветление воды может быть достигнуто путем еѐ отстаивания и фильтрации. Время осаждения взвешенных частиц зависит от их размеров. Чем мельче частицы, тем больше времени потребуется для их осаждения; коллоидные частицы могут находиться во взвешенном состоянии неопределенно долгое время. Для осаждения коллоидных частиц, а также вообще для ускорения процесса осаждения применяют коагулирование. В воду, подлежащую осветлению, вводят химические реагенты (коагулянты), способствующие связыванию частиц, обуславливающих мутность, в крупные хлопья, что ускоряет их выпадение в отстойниках. Коагулирование воды с последующим еѐ отстаиванием и фильтрованием позволяет осуществить также и обесцвечивание воды. Попутно с осветлением вода при коагулировании и фильтрировании в значительной степени освобождается от бактерий, благодаря чему повышаются еѐ санитарные качества. Специальной операцией по уничтожению содержащихся в воде бактерий, в частности болезнетворных, является обеззараживание (дезинфекция) воды. Для обеззараживания применяют хлорирование, озонирование, а также бактерицидное облучение воды. В качестве реагентов могут применяться: - для коагулирования – сернокислый алюминий AL(SO 4 ) 3 , железный купорос FeSO 4 , хлорное железо FeCL 3 и др.; - для подщелачивания – сода, известь; - для обеззараживания – хлор; - для окисления – озон, хлор; 63 - для сорбции (устранение привкусов, запахов) – активированный уголь. Выбор общей технологической схемы очистки воды и определяет состав основных сооружений: фильтров, отстойников, осветлителей, входных камер, смесителей, камер хлопьеобразования, расходных и растворных баков, дозаторов, хлораторов и др. 4.5. Краткие сведения о канализации Городская канализация имеет целью обеспечить прием, удаление и очистку хозяйственно-фекальных сточных вод от жилых домов, об- щественных зданий, коммунальных и промышленных предприятий, про- мышленных сточных вод и в некоторых случаях - поверхностных вод. В состав канализационных сооружений входят: - внутреннее санитарно-техническое оборудование; - дворовая и уличная сети коллекторов; - загородные каналы; - насосные станции; - очистные сооружения; - выпуски очищенных вод. Основным показателем рационального решения вопроса канализо-вания города является максимальное использование при про-кладке коллекторов проектного рельефа местности для отвода сточных вод самотеком. Насосные станции на территории города обычно устраивают при ровном рельефе территории города, чтобы не прибегать к значительному заглублению труб, а также при невозможности отвода сточных вод на очистные сооружения самотеком. Для разработки рациональной системы канализации при планировке населенного места следует учитывать: - возможность выпуска очищенных сточных вод без загрязнения источников водоснабжения; - наличие достаточных по размеру и пригодных по почвенным условиям территорий для очистных сооружений; - размещение селитебных участков по возможности в одном бассейне стока; - компактность планировки населенного места, определяющей развитие и протяженность сети канализации. В практике строительства применяются следующие системы канализации: - общесплавная; - полная раздельная; - полураздельная. Общесплавная система канализации обеспечивает прием и отвод всех видов загрязненных вод. Однако эта система не получила широкого распространения в связи со строительством коллекторов и каналов больших 64 сечений и протяженности, очистных сооружений большой производительности, мощных насосных станций, что требует крупных капитальных вложений и материальных затрат. Полная раздельная система канализации обеспечивает раздельный отвод хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод по хозяйственно- фекальной сети, с устройством очистных сооружений, и поверхностных, а также условно чистых вод промышленных пред-приятий по ливневой сети со сбросом непосредственно в естественные водоемы без очистки. Полураздельная система канализации также состоит из двух раздельных сетей: хозяйственно-фекальной и ливневой, имеющих общие соединительные камеры, из которых наиболее загрязненные воды ливневой сети (например, от мойки улиц и первые порции дождевой воды) направляются на очистные сооружения хозяйствено-фекаль-ной канализации, а основные массы менее загрязненной воды сбрасываются непосредственно в водоем. Сточные воды, отводимые с территории промышленных предприятий (производственные сточные воды) делятся на две основные категории: загрязненные и незагрязненные (условно чистые). Загрязненные производственные сточные воды содержат различные примеси и подразделяются на три группы: - загрязненные преимущественно минеральными примесями (предприятия металлургической, машиностроительной, рудо- и угледобывающей промышленности, заводы по производству минеральных удобрений, кислот, строительных изделий и материалов и др.); - загрязненные преимущественно органическими примесями (предприятия мясной, рыбной, молочной, пищевой, целлюлозно- бумажной, химической, микробиологической промышленности; заводы по производству пластмасс, каучука и др.); - загрязненные минеральными и органическими примесями (предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефте- химической, текстильной, легкой, фармацевтической промышлен-ности; заводы по производству консервов, сахара, продуктов органического синтеза, бумаги, витаминов и др.). По концентрации загрязняющих веществ производственные сточные воды разделяются на четыре группы: 1 – 500, 500 – 5000, 5000 – 30000, более 30000 мг/л. Производственные сточные воды могут различаться по физическим свойствам загрязняющих их органических продуктов (например, по температуре кипения: менее 120, 120 – 250 и более 250 о С). По степени агрессивности эти воды разделяют на слабо-агрессивные, сильноагрессивные и неагрессивные. Кроме того, загрязненные производственные сточные воды классифицируются по содержанию токсичных и опасных в эпидеми- 65 ологическом отношении веществ и примесей, а также по наличию концентрированных отходов производства, не подлежащих спуску в водоотводящую сеть. Незагрязненные производственные сточные воды поступают от холодильных, компрессорных, теплообменных аппаратов. Кроме того, они образуются при охлаждении основного производственного обору-дования и продуктов производства. Эти воды нагреты и, как правило, после охлаждения используются повторно. Особенностью канализационных сетей является их самотечный характер, требующий укладки труб с уклонами, обеспечивающими быстрый отвод поступающих в сеть сточных вод и создающими необходимые скорости для продвижения по трубам всех твердых крупных примесей, поступающих в канализацию вместе со сточной жидкостью. Эта скорость должна быть не менее 0,7 м/сек и не более 5 м/сек. Материалы, применяемые для устройства канализационной сети должны быть прочными, водонепроницаемыми, устойчивыми против коррозии и истирания, гладкими и дешевыми. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяют: - керамические трубы диаметром 150-600 мм, длиной 800, 1000, 1200 мм; - асбоцементные трубы диаметром 100-600 мм; - бетонные и железобетонные трубы диаметром 200-2500 мм; - винипластовые и полиэтиленовые трубы диаметром 400-1200 мм. Содержащиеся в сточной жидкости различные химические соедине-ния, нефтепродукты, жиры, масла, смолы, ядовитые вещества способны убить всѐ живое на земле и в водоемах. Накопление сточной жидкости на поверхности и в глубине почвы, а также в водоемах, вызывает загрязнение окружающей местности и атмосферы, исключает возможность использования водоемов для хозяйственных целей и является причиной возникновения инфекционных заболева-ний. Поэтому, перед выпуском в водоемы, сточные воды подвергаются очистке. В зависимости от размеров водоема и его использования органы Министерства здравоохранения предъявляют к очистке сточных вод определенные требования. Очистка сточных вод является сложным технологическим процессом, требующим применения разнообразных сооружений, обору-дования и аппаратуры. Степень очистки сточных вод предопределяет метод очистки, состав сооружений станций и потребные территории и устанавливается в зависимости от характера этих сооружений. Существуют следующие методы очистки сточных вод: |